核壳结构颗粒体系的交换偏置研究开题报告

1. 研究目的与意义

核壳结构中随着金属层和绝缘层厚度的变化，呈现丰富的物理特性，尤其是在铁磁/反铁磁核壳结构中，交换偏置存在于铁磁—反铁磁材料界面处的效应。宏观上表现为磁滞回线相对于零场的偏移，在没有外场时，反铁磁层的磁矩是杂乱排列的，当温度降低到反铁磁奈尔温度以下，反铁磁层的磁矩就会变成有序排列。微观上交换偏置来源于界面未补偿磁矩的交换耦合。本课题的目的就是研究核壳结构中的电磁性能，尤其是结构中的交换偏置现象，这对磁性材料在磁记录介质、磁传感器和磁阻存储器等新型“自旋阀”器件的发展有着重要意义。

2. 研究内容和预期目标

研究磁性颗粒系统中的交换偏置物理现象和机理。测试Fe3O4铁磁薄膜的物理特性，包括（1）颗粒体系交换偏置的物理模型，（2）颗粒体系交换偏置的物理机理，（3）交换偏置的产生条件及其理论计算，（4）实验制备照片图（5）实验测试原理图和实物图。

3. 研究的方法与步骤

研究方法步骤：（1）查找相关文献，熟悉研究领域。（2）根据参考文献制定相应研究方法。（3）Fe3O4颗粒在空气中400-650度温度下进行氧化，通过时间的控制，在Fe3O4颗粒表面形成不同厚度的Fe2O3层，厚度从几个纳米到几百纳米不等。（4）通过扫描电子显微镜，数字电源表，振动样品磁强计测试核壳结构的一系列物理性能，包括形貌结构、电阻率、磁滞回线等。（5）通过数据的整理，研究Fe3O4/Fe2O3核壳结构中壳层厚度对体系的电学性能、磁学性能、交换偏置等性质的影响。（6）通过记录的实验数据，绘制各实验数据曲线图。（7）完成论文的初稿，并按指导教师的修改意见认真修改论文，论文格式、引言正文内容、英文摘要上规范、正确，顺利完成毕业设计。（8）完成论文终稿。（9）完成汇报，准备答辩。（10）答辩后，按答辩老师要求修改论文，并整理资料，上交。

4. 参考文献

[1] miguel kiwi,exchange bias theory. journal of magnetism and magnetic materials, 2001, 234:584-595.

[2] j. r. morales,s. tanju, w. p. beyermann, and j. e. garay, exchange bias in large threedimensional iron oxide nanocomposites. applied physics letters, 2010, 96:013102.[1]

[3] a. n.dobrynin, d. n. ievlev, k. temst, and p. lievens, critical size for exchangebias in ferromagnetic-antiferromagnetic particles. applied physics letters,2005, 87: 012501.

5. 计划与进度安排

第七学期

13—16周:指导老师向学生下达任务，学生根据要求收集资料。

第八学期